JP4691858B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、インク流路を構成するチューブと連結部材との連結を確実にすることができるインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクタンクからチューブを介して記録ヘッドにインクを供給するチューブ供給形式のインクジェット記録装置が知られている。このチューブ供給形式のインクジェット記録装置は、被記録媒体にインクを吐出して記録を行うための記録ヘッドと、その記録ヘッドを搭載するキャリッジと、そのキャリッジ外に設けられ、記録ヘッドに供給するインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するチューブとを備えている。
【０００３】
チューブを剛性のある部位に連結するとき、剛性のある部位からテーパ状の突起すなわち連結具が突設され、そのテーパ面にチューブがその柔軟性を利用して圧入される構成が簡単で利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、テーパ面は連結具の先端側に向けて縮径する形状であるために、キャリッジが往復移動を繰り返すと、それにともなうチューブの運動によりチューブが連結具に対し弛みやすく、抜けてしまうおそれがある。抜けないまでも弛むことによって、チューブの内面と連結具の隙間から空気が侵入し、その空気がインク中で気泡となってインク流路を塞ぎ、記録ヘッドにおいてインクの吐出不良を引き起こすという問題がある。
【０００５】
これを解決するためには、特許第２５６３７８４号公報の第２図に記載されているように、連結具のテーパ面に圧入したチューブの外周を円筒型の止め部材で押さえつけるようにして、その止め部材を連結具にネジ結合することが考えられるが、連結部分の外径が大きくなり、装置が大きくなってしまう。特に、カラーのインクジェット記録装置のようにチューブが複数本並ぶ場合には、装置の小型化が難しい。
【０００６】
また、インクジェット記録装置では、チューブ内のインクの水分の蒸発や外部からのチューブ内への空気の侵入を防止すべく、チューブを蒸気透過性およびガス透過性の低いポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等によって構成する場合がある。一般にこれらの材質は硬質であり、これらの材料によってチューブを構成した場合には、エチレンゴムやブタジエンゴム等の柔軟材でチューブを構成した場合に比較して、連結具との密着性に劣り、チューブと連結具との隙間から空気が侵入し、その空気によってインク流路が塞がれ、インクの吐出不良を引き起こすという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、特に、インク流路を構成するチューブと連結部材との連結を簡単な構造で確実にすることができるインクジェット記録装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のインクジェット記録装置は、被記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドユニットに、インク供給源からインクを供給するインク流路を有しており、前記インク流路を構成する柔軟性のあるチューブと、そのチューブの内径よりも大きい最大径を有し先端に向け縮径したテーパ状の頭部およびその最大径部分側に連続し最大径部分よりも小径の頸部を有し、前記インク流路を構成する連結部材とを備えており、前記チューブを前記連結部材の頭部に拡径して嵌合するとともに、それよりも端部側の内周をその軸線方向に所定長さにわたって、前記頸部側に向け前記頭部の最大径よりも縮径するように前記連結部材の頸部の長さを構成し、前記チューブは、インクと接する内層と、その内層の外周に被覆された外層との２層構造であって、前記内層は柔軟材料で構成されており、前記外層は蒸気透過性およびガス透過性の低い材料で構成され、前記内層の外径は、前記頭部の最大径よりも大きく設定されている。
【０００９】
この請求項１記載のインクジェット記録装置によれば、インク供給源のインクは、チューブと連結部材とによって構成されるインク流路を介して、被記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドユニットに供給される。ここで、柔軟性を有するチューブは、チューブの内径よりも大きい最大径を有し先端に向け縮径したテーパ状の頭部およびその最大径部分側に連続し最大径部分よりも小径の頸部を有する連結部材に挿嵌され、両部材は連結される。従って、チューブは連結部材の頭部に拡径して嵌合されるとともに、それよりも端部側の内周は、その軸線方向に所定長さにわたって、前記頸部側に向け前記頭部の最大径よりも縮径するように構成された頸部に挿入される。
請求項２記載のインクジェット記録装置は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記内層は、前記外層よりも柔軟性が高く設定されている。
【００１０】
請求項３記載のインクジェット記録装置は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、前記連結部材の頸部の長さは、前記チューブの内径の略０．７倍以上に構成されている。
【００１２】
請求項４記載のインクジェット記録装置は、請求項２記載のインクジェット記録装置において、前記内層は、シリコンゴムで構成され、前記外層は四フッ化エチレン樹脂で構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例であるインクジェット記録装置１の内部構成を示した平面図である。このインクジェット記録装置１は、本体フレーム２と、その本体フレーム２に内包され、記録用紙ＰＰにインクを吐出する記録ヘッドユニット３と、その記録ヘッドユニット３に供給するインクを貯留するインクタンク４と、そのインクタンク４から記録ヘッドユニット３にインクを供給するチューブ５と、回復装置６と、記録用紙ＰＰを搬送するための搬送装置とを備えている。
【００１４】
本体フレーム２は、略箱状体に難燃性のプラスチックで構成されている。本体フレーム２の長手方向には、棒状のガイドロッド７が横架されており、記録ヘッドユニット３を記録用紙ＰＰの搬送方向Ｂと直交する方向Ａ（図１の左右方向）に往復移動可能に支持している。
【００１５】
記録ヘッドユニット３は、キャリッジ３ａと、そのキャリッジ３ａに連設された筐体３ｂとによって略箱状に形成されており、その内部には記録ヘッド（図示せず）、エアトラップユニット１１等（図２参照）が収納されている。尚、記録ヘッドユニット３の内部構成については、図２において説明する。
【００１６】
キャリッジ３ａは、ガイドロッド７上に往復移動可能に挿嵌されている。キャリッジ３ａには、ベルトが装着されており、そのベルトはキャリッジモータに取着されたローラに巻回されている。キャリッジモータが回転するとローラに巻回されたベルトが駆動され記録ヘッドユニット３を移動させる。
【００１７】
記録ヘッドユニット３の下方には、記録用紙ＰＰを搬送するための搬送装置としての搬送ローラが配置されている。搬送ローラは、記録ヘッドユニット３の下方においてその前後に位置して、搬送モータ１０３の回転によって記録用紙ＰＰをほぼ水平方向（矢印Ｂ）に搬送する。
【００１８】
記録ヘッドユニット３内の記録ヘッドは、フルカラー記録のために複数個例えば４組並べて設けられ、それぞれ記録用紙ＰＰに対向する側にインク吐出口を下向きに開口させている。記録ヘッドの各組は、後述するエアトラップから供給されるインクを、公知のものと同様に、インク吐出口ごとのインク室に分配し圧電素子等のアクチュエータによってインク吐出口から吐出するものである。また、記録ヘッドの各組は、記録ヘッドユニット３の筺体３ｂの下面に支持され、インク吐出口を除いて記録用紙ＰＰ側の面をカバープレートで覆われている。
【００１９】
インクタンク４は、記録ヘッドユニット３に供給するインクを貯留しておくためのものであり、記録用紙ＰＰの搬送経路の下方に配設されている。インクタンク４は、各記録ヘッドに対応したブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクが密封されている４つのインクタンク４ａ〜４ｄで構成されている。各インクタンク４ａ〜４ｄは、４本のチューブ５ａ〜５ｄを介して各記録ヘッドに連結されている。
【００２０】
回復装置６は、回復処理を実行するための装置であり、本体フレーム２の左側部分に配設されている。回復処理は、記録ヘッドからのインクの吐出状態を回復させるための処理である。回復装置６は、吸引キャップ６ａと、その吸引キャップ６ａを通して記録ヘッドユニット３からインク等を吸引する吸引ポンプ（図示せず）と、記録ヘッドユニット３のインク吐出口形成面を拭うワイパ６ｂとから構成されている。
【００２１】
吸引キャップ６ａは略箱状に形成されており、記録ヘッドのインク吐出口形成面に当接され、インク吐出口形成面を密閉する。吸引キャップ６ａの底部には、排出チューブ６ｃが連通されている。吸引ポンプの作用によって吸引されるインクは、吸引キャップ６ａから排出チューブ６ｃを通過して排出される。吸引処理が終了すると、吸引キャップ６ａがインク吐出口形成面から離れる。排出されたインクによって汚れたインク吐出口形成面が板状のゴムで構成されたワイパ６ｂによって拭われ、回復処理が終了する。
【００２２】
次に、図２を参照して記録ヘッドユニット３の内部構成について説明する。図２は記録ヘッドユニット３の内部構成を示した平面図である。記録ヘッドユニット３の内部にはエアトラップユニット１１とジョイント１２とを備えている。
【００２３】
エアトラップユニット１１は、チューブ５内で発生した気泡を貯留するためのものである。エアトラップユニット１１は略直方体状に形成され、記録ヘッドユニット３の筺体３ｂの内部中央に配設されている。このエアトラップユニット１１内は、各記録ヘッドに対応して独立した４つの気泡貯留部、即ちエアトラップ３０〜３３に区分けされて構成されている。また、各エアトラップ３０〜３３の後側面（図２の上方）には、ジョイント部材１２と連結するための４つの連結具３４が略直線状に配列されている。連結具３４は、ジョイント部材１２に向かって縮径するテーパ状に構成され、内部にはインク流路すなわち各エアトラップに対するインク流入口１１ｆが形成されている。
【００２４】
ジョイント部材１２は、各チューブ５ａ〜５ｄと各エアトラップ３０〜３３とを連結するためのものである。ジョイント部材１２は、略直方体に形成され、エアトラップユニット１１の後方（図２の上方）に配設されている。ジョイント部材１２は、４つの独立したインク流路１２ａ〜１２ｄを有し、各インク流路の両端には、各エアトラップ３０〜３３の連結具３４に連結するための第１連結具３５と、チューブ５ａ〜５ｄに連結するための第２連結具３６とがそれぞれ突設されている。
【００２５】
第１連結具３５は、各エアトラップ３０〜３３の連結具３４と対向する面に略直線状に配列されている。第１連結具３５は、ジョイント部材１２の本体から突設された頸部とその頸部から拡張し、連結具３４に向かって縮径するテーパ状に形成された頭部とで構成されている。そして、各第１連結具３５と、対応する各連結具３４とは、略中空円筒状に構成された連結部材３７の両端からそれぞれ挿入されて連結される。
【００２６】
第２連結具３６は、ジョイント部材１２の左右側面から２本づつ突設されている。各第２連結具３６は、各チューブ５ａ〜５ｄの一端の内部に被包されて連結される。
【００２７】
ここで、第２連結具３４とチューブ５ａ〜５ｄ（以下チューブ５とする）との連結について図３を参照して詳細に説明する。図３（ａ）はチューブ５の拡大断面図を示したものであり、図３（ｂ）は、第２連結具３６とチューブ５との連結状況を示した拡大断面図である。まず、図３（ａ）を参照してチューブ５について説明する。チューブ５は、インクと接する内層５２と、その内層５２の外周に被覆された外層５３との２層構造で構成されている。チューブ５の内径Ｄ１は好ましくは略１．４ｍｍ、外径は略３．０ｍｍで構成されているが、本インクジェット記録装置１としては、内径は略０．８ｍｍから略２．０ｍｍの範囲で、外径は略２．４ｍｍから略４．０ｍｍｂの範囲でそれぞれ構成可能である。外層５３の肉厚Ｄ３は、略６０μｍから略８０μｍの範囲、好ましくは略７５μｍで構成され、内層５２の肉厚は、外層５３の略２倍以上あることが耐キンク性において好ましい。
【００２８】
また、外層５３は蒸気透過性およびガス透過性の低い樹脂、即ち、オレフィン系樹脂又はフッ素系樹脂、例えば、四フッ化エチレン（以下「ＦＥＰ」と称す）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンが使用可能であり、好ましくはＦＥＰで構成される。
【００２９】
内層５２は、柔軟性の大きいオレフィン系ゴム、シリコン系ゴム又はフッ素系ゴム、例えば、シリコンゴム又はフッ素ゴムで構成され、好ましくはシリコンゴムで構成される。また、その硬度は、ショア硬度Ａ略６０度から８０度の範囲で、好ましくは略７０度である。
【００３０】
このように、外層５３をＦＥＰ等で構成することによって、インク中の水分の蒸発、空気の侵入を抑制し、内層５２をシリコンゴム等の柔軟性によって、インクジェット記録装置１において要求される柔軟性、屈曲耐久性を満たすことができる。
【００３１】
一方、図３（ｂ）に示すように、第２連結具３６はチューブ５の内径Ｄ１より大きい最大径ｄ４を有し先端に向けし縮径したテーパ状の頭部３６ａと、その最大径部分側に連続し最大径部分よりも小径の頸部３６ｂとで構成されいる。また、頭部３６ａの縮径側の端部の外径ｄ１は、チューブ５の内径Ｄ１（＝１．４ｍｍ）と略同等に略１．４ｍｍ、最大径ｄ４は略２．５ｍｍで構成され、頸部の長さｄ２は略２．５ｍｍ、その外径は略１．６ｍｍで構成されているが、チューブ５の内外径は、上記のような範囲で構成可能であるので、第２連結具３６もそれに比例した大きさで構成することができる。そして、このように構成されたチューブ５と第２連結具３６とは、チューブ５を第２連結具３６の頭部側から頸部３６ｂまで挿嵌して、両部材は連結される。
【００３２】
従って、頭部３６ａの縮径側の端部の外径ｄ１は、チューブ５ｂの内径Ｄ１と略同等もしくはそれよりも僅かに大きく構成されているので、第２連結具３６をチューブ５ｂ内に容易に挿入できると共に、頭部３６ａの縮径側の外周面とチューブ５ｂの内層の内周面との間に、隙間を生じさせることなく両部材を連結できるので、その隙間に空気が貯留され、その気泡が成長してインク流路を塞ぐようなことを防止することができる。
【００３３】
また、頭部３６ａは、チューブ５の内径Ｄ１より大きい最大径ｄ４を有し先端に向けし縮径したテーパ状に構成されおり、チューブ５の内層５２は柔軟性を有するシリコンゴムで構成されているので、そのテーパによって挿入されるチューブ５ｂが拡径されてゆき、最大径部分で最も拡径される。よって、チューブ５の内周面を頭部３６ａの外周面に密着させて連結することができる。従って、チューブ５ｂと第２連結具３６との間から空気が侵入するのを効果的に抑制することができる。
【００３４】
更に、頸部３６ｂの長さｄ２は略２．５ｍｍ、頸部３６ｂの外径ｄ３と頭部３６ａの最大径ｄ４との差が略０．９ｍｍで構成されているので、チューブ５に引き抜く方向の力が作用したとき、縮径しているチューブ２５の先端が頭部３６ａに向かって拡径するのに十分な抵抗となり、キャリッジの往復移動にともなってチューブが連結具から弛んだり、抜けてしまうことがない。発明者の実験によれば、頸部３６ｂの長さｄ２は、チューブ５の内径Ｄ１に対して略０．７倍以上であることが好ましく、チューブ５の嵌合の作業性および第２連結具３６の強度から略１．５倍から略２倍くらいが最適である。また、頸部３６ｂの外径ｄ３と頭部３６ａの最大径ｄ４との差の半分、即ち頸部３６ｂの外周と頭部３６ａの最大径部との段差は、チューブ５の内径Ｄ１に対して略０．３倍以上であることが好ましい。
【００３５】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００３６】
例えば、上記実施例では、チューブ５の内層を柔軟材、外層を蒸気透過性およびガス透過性の低い材料で構成する場合について説明したが、内層と外層の材料を逆にしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載のインクジェット記録装置によれば、連結部材の頸部の長さは、連結部材の頭部に拡径して嵌合したチューブの端部側の内周をその軸線方向に所定長さ（好ましくはチューブの内径の０．７倍以上）にわたって、頸部側に向け頭部の最大径よりも縮径するように構成されているので、チューブを引き抜く際に大きな抵抗を与えることができる。その結果、使用中に弛んで空気が侵入し気泡となってインクの吐出不良を発生することがなく、簡単で小型の構成ながら確実にチューブを連結でき、長期にわたって安定した吐出を行うことができるという効果がある。
【００３８】
また、チューブをインクと接する内層と、その内層の外周に被覆された外層との２層構造とし、内層は柔軟材料で構成されているので、チューブに要求される柔軟性および屈曲耐久性を満たし、且つ連結部材の頭部に良好に密着することができる。また、外層は蒸気透過性およびガス透過性の低い材料で構成されているので、インクの水分の蒸発とチューブ内への空気の侵入とを抑制できる。従って、インクの水分の蒸発と空気の侵入に伴うインクの増粘やインクの不吐出を防止でき、良好な記録品質を維持することができるという効果がある。
さらに、柔軟材料で構成される内層の外径が連結部材の頭部の最大径よりも小さく設定されているので、チューブに連結部材が挿嵌される際に、連結部材の形状に合わせて内層を変形させやすくしつつ、内層の外周に被覆されると共に蒸気透過性およびガス透過性の低い材料で構成される外層が変形することを抑制できる。よって、外層が大きく変化することで外層に亀裂が生じることを防止できるという効果がある。
請求項２記載のインクジェット記録装置によれば、内層が外層よりも柔軟性が高く設定されているので、内層を連結部材の形状に合わせて変形させやすくすることができる。よって、チューブに連結部材が挿嵌された際における外層の変形をより抑制できるという効果がある。
【００３９】
請求項４に記載のインクジェット記録装置によれば、チューブの内層は、シリコンゴムで構成され、外層は四フッ化エチレン樹脂で構成されているので、請求項２記載のインクジェット記録装置の奏する効果を一層良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の内部構成を示した平面図である。
【図２】記録ヘッドユニットの内部構成を示した平面図である。
【図３】（ａ）はチューブの断面図である。（ｂ）はチューブと第２連結具との連結状況を示した断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェット記録装置
３ 記録ヘッドユニット
４ インクタンク（インク供給源）
５ａ〜５ｄ チューブ（インク流路）
１１ エアトラップユニット
１２ ジョイント部材
３６ 第２連結具（連結部材）
３６ａ 頭部
３６ｂ 頸部
５２ 内層
５３ 外層
ｄ４ 頭部の最大径

Claims (4)

1. 被記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドユニットに、インク供給源からインクを供給するインク流路を有するインクジェット記録装置において、
   前記インク流路を構成する柔軟性のあるチューブと、
   そのチューブの内径よりも大きい最大径を有し先端に向け縮径したテーパ状の頭部およびその最大径部分側に連続し最大径部分よりも小径の頸部を有し、前記インク流路を構成する連結部材とを備えており、
   前記チューブを前記連結部材の頭部に拡径して嵌合するとともに、それよりも端部側の内周をその軸線方向に所定長さにわたって、前記頸部側に向け前記頭部の最大径よりも縮径するように前記連結部材の頸部の長さを構成し、
   前記チューブは、インクと接する内層と、その内層の外周に被覆された外層との２層構造であって、前記内層は柔軟材料で構成されており、前記外層は蒸気透過性およびガス透過性の低い材料で構成され、
   前記内層の外径は、前記頭部の最大径よりも大きく設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記内層は、前記外層よりも柔軟性が高く設定されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記連結部材の頸部の長さは、前記チューブの内径の略０．７倍以上に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記内層は、シリコンゴムで構成され、前記外層は四フッ化エチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。

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